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胚乳発達を制御する父母ゲノムのコンフリクトの解析

Research Project

Project/Area Number 22K06332
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 45010:Genetics-related
Research InstitutionNara Institute of Science and Technology

Principal Investigator

和田 七夕子  奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 助教 (50379541)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2024: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Keywordsシロイヌナズナ / 胚乳 / ゲノム刷り込み / 種子発達 / 生殖 / 発生 / 受精
Outline of Research at the Start

被子植物の胚乳は、食糧源として重要である。複数の種に共通して、父ゲノムは胚乳発達に促進的に、母ゲノムは抑制的に作用する。このような父母ゲノムの拮抗的作用は、コンフリクト理論として良く知られ、関わる因子も一部同定されているが、父母のコンフリクトの実態および分子機構は不明である。本研究では、アブラナ科モデル植物であるシロイヌナズナを用いて、父母のコンフリクトの分子機構の解明と、その普遍性の検証、人為的操作による胚乳発達の制御基盤の創出をめざす。

Outline of Annual Research Achievements

被子植物の胚乳は、食糧源として重要である。複数の種に共通して、父ゲノムは胚乳発達に促進的に、母ゲノムは抑制的に作用する。このような父母ゲノムの拮抗的作用はコンフリクト理論として提唱される。さらに、母ゲノムの抑制的作用は複数の母方インプリント遺伝子がコードするポリコーム複合体が担うことも明らかとなっている。しかし、母方ポリコームに対し拮抗的に作用する父方インプリント遺伝子は未知であり、父母のコンフリクトの分子機構の解明は進んでいなかった。申請者は、アブラナ科モデル植物であるシロイヌナズナを用いて、父方インプリント遺伝子探索のためのスクリーニングを実施し、胚乳発達に対し促進的に作用する父方インプリント遺伝子を同定した。また、既知の母方インプリント遺伝子と同定した父方インプリント遺伝子の二重欠損株では、胚乳が大型化することで種子サイズが大きくなることを見出した。
本年度は、注目する遺伝子についてのタグラインを作成し、発現組織の観察をおこなった。欠損株についてRNA-seqをおこなうためのサンプル回収をおこなった。また、スクリーニングにて得られた遺伝子の機能解析を引き続き進めている。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

前述のように父母遺伝子のタグラインの作製を進めており、いくつかのラインについては発現組織を観察した。その結果、主に種子の初期発達において胚乳に発現が観察された。これを用いたChIP-seqなども次年度に進めることが可能であると期待される。RNA-seqサンプルの回収も計画通り進めており、次年度にて発現解析をおこなう。

Strategy for Future Research Activity

得られたタグラインを用いた詳細な発現組織の解析を引き続き進めるとともに、タグラインを用いたChIP-seqを進める。これにより、注目する父母遺伝子の直接の標的遺伝子を明らかにできる。あわせて、次年度実施予定であるRNA-seqデータとの一致を検討することで、発現制御カスケードを明らかにする。

Report

(2 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2024 2023 2022 Other

All Journal Article (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results) (of which Overseas: 1 results)

  • [Journal Article] SHI family transcription factors regulate an interspecific barrier2023

    • Author(s)
      Fujii Sota、Yamamoto Eri、Ito Seitaro、Tangpranomkorn Surachat、Kimura Yuka、Miura Hiroki、Yamaguchi Nobutoshi、Kato Yoshinobu、Niidome Maki、Yoshida Aya、Shimosato-Asano Hiroko、Wada Yuko、Ito Toshiro、Takayama Seiji
    • Journal Title

      Nature Plants

      Volume: 9 Issue: 11 Pages: 1862-1873

    • DOI

      10.1038/s41477-023-01535-5

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Heterosis in Intraspecific Hybrid of Arabidopsis thaliana during Early Development2024

    • Author(s)
      Putri Wijayanti, Yuko Wada, Kazuaki Utsugi, Ryuma Maeda, Arei Isaka, Yuya Tanaka, Tatsuya Nunohira, Yuki Hane, Seiji Takayama, Toshiro Ito
    • Organizer
      第65回日本植物生理学会年会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 父母インプリント遺伝子による種子および胚乳発達の遺伝学的解析2024

    • Author(s)
      堀 孔明、海老原 諒子、下保 瑶己、山田 慧士朗、山口 翔、山口 京、和田 七夕子、高山 誠司、伊藤 寿朗
    • Organizer
      第46回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 芽生えサイズの雑種強勢に機能する候補遺伝子の下流遺伝子ネットワーク解析2023

    • Author(s)
      前田 龍舞、和田 七夕子、宇津木 一陽、井阪 阿怜、田中 裕也、布平 竜也、羽根 佑樹、高山 誠司、伊藤 寿朗
    • Organizer
      第46回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 改変型低分子RNA導入による遺伝子機能欠損に因らない花粉側自家不和合性 因子の共潜性化2023

    • Author(s)
      小林 利紗, 和田 七夕子, 片岡 修, 押井 夏海, 安田 晋輔, 柴 博史, 高山 誠司, 伊藤 寿朗
    • Organizer
      日本遺伝学会 第95回大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Antagonistic regulation of endosperm development by maternally and paternally imprinted genes in Arabidopsis thaliana2023

    • Author(s)
      Yuko Wada, Sho Yamaguchi, Tamaki Shitabo, Aoi Hosaka, Kei Yamaguchi, Keishiro Yamada, Ryoko Ebihara, Asuka Higo, Kaoru Tonosaki, Hiroyuki Tsuji, Seiji Takayama, Tetsu Kinoshita, Toshiro Ito
    • Organizer
      The 33rd International Conference on Arabidopsis Research
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Heterosis in Intraspecific Hybrid of Arabidopsis thaliana during Early Development2023

    • Author(s)
      Putri Wijayanti, Yuko Wada, Kazuaki Utsugi, Arei Isaka, Yuya Tanaka, Tatsuya Nunohira, Yuki Hane, Seiji Takayama, Toshiro Ito
    • Organizer
      The 33rd International Conference on Arabidopsis Research
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Regulation of endosperm development by epigenetically regulated imprinted genes in Arabidopsis thaliana2022

    • Author(s)
      Yuko Wada, Sho Yamaguchi, Tamaki Shitabo, Aoi Hosaka, Kei Yamaguchi, Keishiro Yamada, Ryoko Ebihara, Asuka Higo, Kaoru Tonosaki, Hiroyuki Tsuji, Seiji Takayama, Tetsu Kinoshita, Toshiro Ito
    • Organizer
      Integrative Epigenetics in Plants CSHA2022
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] シロイヌナズナにおける父方インプリント遺伝子の同定とその制御による種子サイズ操作 ワークショップ「ゲノム刷り込み研究から紐解く エピゲノム遺伝の新たなパラダイム」2022

    • Author(s)
      和田七夕子, 山口翔, 下保瑶己, 保坂碧, 山口京, 山田慧士朗, 海老原諒子, 肥後あすか, 殿崎薫, 辻寛之, 高山誠司, 木下哲, 伊藤寿朗
    • Organizer
      第45回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Remarks]

    • URL

      https://bsw3.naist.jp/ito/

    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] アブラナ科植物の種子サイズの制御方法及びその利用2023

    • Inventor(s)
      和田七夕子, 伊藤寿朗, 山口翔, 下保瑶己, 海老原諒子
    • Industrial Property Rights Holder
      国立大学法人奈良先端科学技術大学院大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2023
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Overseas

URL: 

Published: 2022-04-19   Modified: 2024-12-25  

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